Para necesidades específicas que no cubren los equipos convencionales, diseñamos sensores separadores a medida capaces de soportar condiciones extremas en sectores como el químico, el del petróleo y el gas, el papelero y el alimentario.
Una tecnología para fabricar sensores de presión con separadores "a medida
Industrias punteras como la química, el petróleo y el gas, la papelera y la alimentaria ponen a prueba sus equipos de medición.
Los procesos de fabricación requieren sensores de presión de gran precisión y fiabilidad.
Reducir los costes de fabricación significa evitar rechazos y paradas de producción.
La obsolescencia de determinados dispositivos de medición obliga a encontrar instrumentos de sustitución que puedan encajar en su lugar.
Cuando sus necesidades son específicas y ningún equipo convencional se ajusta a las particularidades de su instalación, construimos un sensor separador a medida.
Construcción
Los separadores se utilizan con sensores de presión diferencial, relativa o absoluta.
Pueden montarse de forma rígida, directamente sobre el sensor, o con un tubo capilar que conecta el separador al transmisor.
El separador y el sensor se sueldan sin juntas y se llenan con un aceite adecuado para la aplicación.
Principio de medición de los sensores de presión con separadores
En determinadas aplicaciones químicas o higiénicas, es necesario aislar el instrumento de medición de la presión del fluido del proceso.
La junta de diafragma actúa como interfaz protectora entre la célula de medición y el fluido a medir.
El diafragma y las partes en contacto están hechos de un material resistente al fluido del proceso y soldados a la base de la célula de medición.
Un tubo capilar o manguito de conexión proporciona la unión entre la membrana separadora y la célula de medición del sensor.
Este espacio debe desgasificarse al vacío y, a continuación, llenarse con un aceite adecuado y sellarse.
La presión medida ejerce una fuerza sobre la superficie exterior de la membrana.
Cuando el diafragma se flexiona hacia dentro, intenta comprimir el fluido de llenado que se encuentra en el interior del instrumento. Este fluido de llenado está diseñado para resistir la compresión, por lo que la fuerza se canaliza directamente a la célula de medición. Todo el funcionamiento del transductor de presión de diafragma se basa en el principio de Pascal. Éste establece que una presión ejercida sobre un fluido se transmite sin pérdidas a través del fluido y en todas las direcciones.
Para que este proceso funcione, la fuerza necesaria para mover la membrana debe ser mayor que la fuerza necesaria para mover el elemento sensor de la célula de medición. En la práctica, esto significa que cuanto menor sea la fuerza necesaria para mover el elemento sensor, más fácil será construir un sistema de sellado preciso.
¿Qué aplicaciones tienen los sensores de presión con separadores?
Para garantizar la integridad del proceso de fabricación, debe saber cuándo instalar un sensor de presión del separador.
Los sensores de presión con separadores se utilizan para medir fluidos a altas temperaturas.
Los sensores separadores tienen una amplia gama de aplicaciones: medir el caudal de líquido, el caudal de gas, el caudal de vapor, medir el nivel de un fluido en un depósito, medir la densidad de un fluido o medir la presión.
Para aplicaciones alimentarias, higiénicas y farmacéuticas, los separadores están disponibles con conexiones higiénicas y diafragmas enrasados para cumplir las normativas y requisitos sanitarios.
Los sensores con separadores se utilizan en los siguientes casos:
la temperatura del fluido es muy alta o muy baja,
el fluido es corrosivo y puede atacar los materiales en contacto con él,
el fluido se carga y corre el riesgo de bloquear el tubo de conexión al sensor, impidiendo que la presión llegue a la célula de medición de un sensor de presión convencional,
el fluido es viscoso o corre el riesgo de solidificarse (secarse o polimerizarse) en el tubo de conexión al sensor, impidiendo que la presión llegue a la célula de medición o inmovilizando la membrana de un sensor de presión convencional,
el líquido puede congelarse cuando baja la temperatura,
para aplicaciones higiénicas y sanitarias que requieren acabados superficiales específicos para evitar la formación de bacterias,
para aplicaciones de permeación de hidrógeno: cuando los iones de hidrógeno (H+) pueden permeabilizar la membrana,
para conexiones específicas del proceso o para la visualización remota de las mediciones
para sustituir la columna de líquido durante la medición del nivel en un depósito
para facilitar el servicio y el mantenimiento.
¿Cómo elegir los transmisores de presión de membrana?
Diseño fiable y robusto
Construcción de montaje fiable
Diseño totalmente soldado sin conexiones roscadas
Probado al 100% con helio para controlar las fugas
Las circunvoluciones de la membrana protegen la integridad del separador.
Amplia gama de conexiones a proceso
Existen varios tipos de separadores, en función de las limitaciones de instalación y uso:
Separadores embridados DN40 a DN100 con diafragma enrasado para aplicaciones generales
Separadores con extensión (de 50 a 200 mm) para aplicaciones con fluidos viscosos en las que existe riesgo de obstrucción, o para aplicaciones instaladas a ras de la pared interior del depósito para evitar la obstrucción del proceso.
Separadores con adaptadores de brida, con extremos para soldar o atornillar para mejorar el rendimiento en conexiones a proceso de pequeño diámetro.
Separadores con conexión DIN, SMS o Clamp para aplicaciones higiénicas
El montaje con un adaptador permite adaptar el separador a conexiones específicas y, sobre todo, mejorar la sensibilidad del sensor en condiciones especiales. Consúltenos para obtener separadores específicos.
Montaje rígido
Los transductores de presión con separadores pueden montarse directamente de forma rígida si la temperatura no supera los 150°C.
Conjunto capilar
El uso de un capilar limita los efectos de la temperatura del proceso en la precisión del instrumento.
Una longitud del capilar de 500 mm reduce la temperatura del instrumento a la temperatura ambiente.
La longitud del capilar debe ser lo más corta posible, ya que influye en la precisión de la medición y en el tiempo de respuesta.
Los capilares están disponibles de 0,5 m a 15 m con vainas protectoras de PVC (-10 a +80° C) o acero inoxidable (-40 a 350° C).
El diámetro interior es de 1 mm para aplicaciones estándar y de 2 mm para aplicaciones especiales.
Las variaciones de temperatura a lo largo de la longitud del capilar pueden afectar a la precisión del instrumento.
La longitud del capilar se aplica tanto al lado de baja presión como al de alta presión para sistemas equilibrados.
Sólo puede montarse en el lado de baja presión para montaje rígido y en el lado de alta presión para sistemas de separador único con tubo capilar montados a distancia.
La compensación de temperatura debe realizarse en fábrica para garantizar la precisión.
Materiales de separación
Para aplicaciones con fluidos corrosivos, los separadores están disponibles en una gama de materiales resistentes a la corrosión (acero inoxidable, Hastelloy C, Monel, Tantalio, Titanio, Circonio, Níquel, etc.).
Póngase en contacto con nosotros para saber qué material se adapta mejor a su aplicación.
Acabado superficial
La calidad de la superficie de la membrana y de las partes en contacto con el fluido es muy importante para las aplicaciones higiénicas y sanitarias (limpieza in situ).
Para evitar el riesgo de contaminación por sustancias como residuos de productos o microorganismos, es necesario comprobar el acabado de la superficie.
Existen diferentes valores de rugosidad media para las membranas separadoras: Ra inferior a 0,4 a 0,8 µm para las superficies lisas, Ra inferior a 1,6 µm cerca de las soldaduras.
Grosor y material de la membrana
El diafragma es un elemento de medición metálico elástico.
Tiene que ser lo más grande posible para ser lo más flexible y sensible posible.
Está disponible en diversos materiales (acero inoxidable, Hastelloy C, Monel, Tantalio, etc.) y puede equiparse con revestimientos (PFA, PVDF, Oro, etc.) para resistir la agresión química de los fluidos que se miden.
Su grosor varía en función de los materiales utilizados. La membrana se suelda al separador, y comprobamos la estanqueidad con una prueba de helio.
Líquidos de llenado
El fluido de llenado utilizado debe ser adecuado para el intervalo de temperaturas de la aplicación.
Deben tenerse en cuenta las temperaturas mínima y máxima del fluido medido y la temperatura ambiente.
Además, el fluido de llenado debe ser compatible con el fluido que se está midiendo, especialmente en el caso de fluidos como el oxígeno.
Para aplicaciones en la industria alimentaria, existen aceites minerales de relleno para evitar la contaminación del fluido medido en caso de rotura de la membrana.
Designación
Temperatura de funcionamiento (°C)
Densidad (25°C)
P abs > 1 bar
P abs < 1 bar
Aceite de silicona
-40 à 180
-40 à 120
0,95
Aceite fluorado
-20 à 200
-20 à 120
1,84
Aceite comestible
-10 à 250
-10 à 120
0,94
Aceite de silicona
20 à 200
1,07
Aceite de silicona
0 à 300
20 à 200
1,07
Aceite de silicona
10 à 350
20 à 200
1,09
Los valores indicados son válidos para las aplicaciones más comunes. Para aplicaciones especiales, consúltenos, indicando la temperatura ambiente y de proceso, la presión a medir, la presión estática y los valores de vacío. En función de sus condiciones de funcionamiento específicas, podemos utilizar otros fluidos de llenado.
Anillo de enjuague
Los anillos de lavado están disponibles como opción para los sistemas separadores de membrana con una amplia gama de materiales.
El anillo de lavado se coloca entre el separador de membrana y la conexión de brida de proceso.
Es una pieza en contacto con el fluido.
El anillo tiene uno o dos orificios que pueden utilizarse para enjuagar y limpiar la superficie de la membrana.
También puede utilizarse como anillo de calibración aplicando presión a través de los orificios.
Especificaciones técnicas
Precisión: a 20°C ±0,1
Estos valores deben añadirse a la clase de precisión del sensor de presión ±0,065 % para el rango de presión diferencial y relativa, y 0,2% para el rango de presión absoluta.
Sin embargo, la precisión del vacío no puede garantizarse por encima de 20 Torr (27 mbar abs) en las versiones estándar.
Esto se debe a que la mayoría de los fluidos de llenado contienen cantidades microscópicas de aire o gases atrapados, que tienden a expandirse significativamente a medida que se acercan a la presión cero absoluta.
Esta expansión afecta a la célula de medición del instrumento.
Temperatura del fluido de proceso: mínimo -90°C, máximo +400°C, en función del tipo de fluido de llenado utilizado y del material de la membrana.
Influencia de la temperatura
El sensor de presión del separador consta de un separador de membrana (con o sin capilar) y una célula de medición de la presión.
El instrumento se llena con un líquido de relleno a una temperatura específica (generalmente +20 ±2°C) denominada temperatura de referencia.
Un cambio en la temperatura ambiente o en la temperatura medida del fluido provoca un cambio proporcional en el volumen del fluido de llenado.
Esto tiene un efecto sobre la presión interna del sistema de medición y añade error.
Para minimizar este error, es necesario compensar la variación de volumen provocada por la temperatura.
Los diafragmas de pequeño diámetro sólo pueden compensar una ligera variación de volumen.
Por ello, en función de las condiciones del proceso, recomendamos utilizar separadores con membranas del mayor diámetro posible.
Cuando la temperatura del proceso se sitúa entre +150°C y +250°C, es necesario utilizar un disipador térmico entre el separador y la célula de medida para evitar la difusión de la temperatura.
Por encima de 250°C, deben utilizarse separadores capilares para proteger el instrumento de las altas temperaturas del proceso.
Esto reduce la temperatura de la célula de medición a un valor próximo a la temperatura ambiente.
Para minimizar la influencia de la temperatura :
Utilice un líquido de llenado adecuado,
Elija un diámetro de diafragma lo más grande posible,
Reduzca el volumen del interior del instrumento al mínimo posible,
Reduzca el efecto de la temperatura en la célula utilizando conjuntos capilares o disipadores de calor.
Aislar el sensor y los capilares de las tensiones de temperatura ambiente y/o trazar los capilares.
Requieren compensación de presión y temperatura de fábrica
